Радиолокационный комплекс мониторинга воздушного пространства и морских акваторий

 

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использована в радиолокационных системах мониторинга воздушного пространства и морских акваторий для траекторного сопровождения воздушных и надводных целей, измерения гидрологических параметров и прогнозирования состояния акватории с целью предотвращения или уменьшения последствий чрезвычайных ситуаций. Радиолокационный комплекс мониторинга воздушного пространства и морских акваторий (фиг.1) состоит из трех или больше радиолокационных станций и центра обработки информации, причем одна или больше РЛС выполнены в декаметровом диапазоне волн (РЛСдкм), одна или больше РЛС выполнены в метровом диапазоне волн (РЛСм), одна или больше РЛС выполнены в сантиметровом диапазоне волн (РЛС см). Каждая РЛС содержит антенну 1, приемопередающее устройство 2, устройство первичной обработки 3, устройство управления параметрами и режимами 4, устройство вторичной обработки 5. Центр обработки информации содержит устройство совместной обработки 6, устройство связи с потребителями 7 и устройство управления комплексом 8. При этом вход-выход антенны 1 соединен с входом-выходом приемопередающего устройства 2, выход приемопередающего устройства 2 соединен со входом устройства первичной обработки 3, 1-ый выход устройства первичной обработки 3 соединен со входом устройства вторичной обработки 5, 2-ой выход устройства первичной обработки 3 соединен с одним из n входов устройства совместной обработки 6, вход-выход устройства первичной обработки 3 соединен с 1-ым входом-выходом устройства управления параметрами и режимами 5, 2-ой вход-выход которого соединен с одним из n входов-выходов устройства управления комплексом 8, вход соединен с выходом устройства вторичной обработки 5, 1-ый выход соединен со входом антенны 1, а 2-ой выход соединен со входом приемопередающего устройства 2. Выходы устройства совместной обработки 6 соединены со входами устройства управления комплексом 8 и устройства связи с потребителя 7, выходы которого являются выходами радиолокационного комплекса. Достигаемый технический результат полезной модели - улучшение характеристик траекторного сопровождения воздушных и надводных целей и повышение точности оценки гидрологических параметров за счет совместной обработки измерений, выполняемых пространственно-разнесенными РЛС различных диапазонов радиоволн.

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использована в радиолокационных системах мониторинга воздушного пространства и морских акваторий для траекторного сопровождения воздушных и надводных целей, измерения гидрологических параметров и прогнозирования состояния акватории с целью предотвращения или уменьшения последствий чрезвычайных ситуаций.

В настоящее время для обнаружения и траекторного сопровождения воздушных и надводных целей используются одиночные радиолокационные станции (РЛС) или комплексы, в которых информация объединяется на уровне траекторий или на уровне единичных измерений координат (отметок), получаемых отдельными РЛС, входящими в состав комплекса, в один и тот же момент времени. Для мониторинга морских акваторий используются одиночные РЛС.

Одиночная РЛС, состоящая из антенны, приемопередающего устройства, устройств первичной и вторичной обработки и устройства управления, работающая в каком-либо диапазоне частот, имеет недостатки, характерные для этого диапазона. Например, РЛС метрового диапазона волн отличаются низкой разрешающей способностью и недостаточной точностью измерения координат целей (особенно по углу места), а РЛС сантиметрового диапазона - небольшой по сравнению с РЛС метрового диапазона зоной обнаружения (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника. Пер. с англ. (в четырех томах) под общей ред. К.Н.Трофимова. Том. 1. Основы радиолокации. Под. ред. Я.С.Ицхоки. М., «Сов. радио», 1976, с.21). Объединение РЛС различных диапазонов в комплекс позволяет компенсировать недостатки одних РЛС за счет достоинств других.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является известный радиолокационный комплекс для управления воздушным движением и контроля воздушно-космического пространства (патент RU 2346291 G01S 13/04), состоящий из двух или больше радиолокационных модулей и модуля обработки и управления, причем один или больше радиолокационных модулей выполнены в метровом диапазоне радиоволн, один или больше - в сантиметровом и/или дециметровом диапазоне. Каждый радиолокационный модуль содержит антенну, приемопередающее устройство, устройство первичной обработки, устройство вторичной обработки, устройство управления параметрами и режимами. Модуль обработки и управления содержит устройство обработки информации, устройство связи с потребителем, устройство управления комплексом, наземный радиозапросчик и вторичный радиолокатор.

Недостатком известного комплекса является то, что в нем невозможно осуществить объединение данных от сопрягаемых РЛС на уровне отметок, если не имеется информация опознавания от наземного радиозапросчика (возможно только уточнение траектории цели, сопровождаемой радиолокационным модулем метрового диапазона, отметками радиолокационного модуля сантиметрового или дециметрового диапазонов, когда радиолокационный модуль сантиметрового или дециметрового диапазонов переводится в режим сопровождения воздушного объекта по данным целеуказания радиолокационного модуля метрового диапазона), что приводит к снижению качества траекторного сопровождения, а именно: больше время обнаружения траектории, выше вероятность срыва траектории с сопровождения, ниже точность траекторного сопровождения (Vladimir М.Kutuzov, Sergey P.Kalenitchenko, Arnold L.Snyder and others. Multi-Band and Multi-Position Radar Complex for Airspace Monitoring // IEEE Proceedings of St-Petersburg IEEE Chapters. Year 2001, pp.79-84).

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является разработка радиолокационного комплекса, состоящего из пространственно разнесенных РЛС различных диапазонов радиоволн, выполняющего совместную траекторную обработку отметок целей и совместную обработку оценок гидрологических параметров, таких как направление и скорость движения волн, направление и скорость поверхностных течений, размеры и координаты льдин, размеры и координаты нефтяных пленок, глубина дна на мелководных участках.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что предлагаемый комплекс так же, как и известный, содержит одну или больше РЛС сантиметрового диапазона волн, одну или больше РЛС метрового диапазона волн, центр обработки информации, причем каждая РЛС содержит антенну, приемопередающее устройство, устройство первичной обработки, устройство вторичной обработки, устройство управления параметрами и режимами, центр обработки информации содержит устройство управления комплексом и устройство связи с потребителями, причем выход антенны соединен со входом приемопередающего устройства, выход приемопередающего устройства соединен со входом устройства первичной обработки, выход устройства первичной обработки соединен со входом устройства вторичной обработки, выход устройства вторичной обработки соединен со входом устройства управления параметрами и режимами, один выход устройства управления параметрами и режимами соединен со входом антенны, другой - со входом приемопередающего устройства, один вход-выход соединен со входом-выходом устройства первичной обработки, другой - с одним из n входов-выходов устройства управления комплексом, но, в отличие от известного, предлагаемый радиолокационный комплекс содержит одну или больше РЛС декаметрового диапазона радиоволн, центр обработки информации содержит устройство совместной обработки, входы которого соединены с выходами устройств первичной обработки всех РЛС, первый выход соединен со входом устройства управления комплексом, второй выход соединен со входом устройства связи с потребителями.

Достигаемый технический результат полезной модели - улучшение характеристик траекторного сопровождения воздушных и надводных целей и повышение точности оценки гидрологических параметров за счет совместной обработки измерений, выполняемых пространственно-разнесенными РЛС различных диапазонов радиоволн.

Радиолокационный комплекс мониторинга воздушного пространства и морских акваторий (фиг.1) состоит из трех или больше радиолокационных станций и центра обработки информации, причем одна или больше РЛС выполнены в декаметровом диапазоне волн (РЛСд), одна или больше РЛС выполнены в метровом диапазоне волн (РЛСм), одна или больше РЛС выполнены в сантиметровом диапазоне волн (РЛС с). Каждая РЛС содержит антенну 1, приемопередающее устройство 2, устройство первичной обработки 3, устройство управления параметрами и режимами 4, устройство вторичной обработки 5. Центр обработки информации содержит устройство совместной обработки 6, устройство связи с потребителями 7 и устройство управления комплексом 8. При этом вход-выход антенны 1 соединен с входом-выходом приемопередающего устройства 2, выход приемопередающего устройства 2 соединен со входом устройства первичной обработки 3, 1-ый выход устройства первичной обработки 3 соединен со входом устройства вторичной обработки 5, 2-ой выход устройства первичной обработки 3 соединен с одним из n входов устройства совместной обработки 6, вход-выход устройства первичной обработки 3 соединен с 1-ым входом-выходом устройства управления параметрами и режимами 5, 2-ой вход-выход которого соединен с одним из n входов-выходов устройства управления комплексом 8, вход соединен с выходом устройства вторичной обработки 5, 1-ый выход соединен со входом антенны 1, а 2-ой выход соединен со входом приемопередающего устройства 2. Выходы устройства совместной обработки 6 соединены со входами устройства управления комплексом 8 и устройства связи с потребителя 7, выходы которого являются выходами радиолокационного комплекса.

Особенностью заявляемого радиолокационного комплекса мониторинга воздушного пространства и морских акваторий является то, что каждая РЛС, входящая в его состав, может решать дежурные задачи в штатном режиме независимо от других РЛС, используя устройство вторичной обработки 5. При этом устройство управления параметрами и режимами 4 определяет приоритетность дежурных задач РЛС по отношению к задачам, задаваемым устройством управления комплексом 8.

Каждая РЛС в устройстве первичной обработки 3 обнаруживает цель, измеряет ее пространственные координаты, формирует отметку и передает ее по линии передачи данных в центр обработки информации, где осуществляется совместная обработка отметок, поступающих от всех РЛС комплекса. Под отметкой понимается вся информация о цели, имеющаяся после операций обнаружения - измерения. В общем случае в отметку входят: вектор измеренных параметров цели (наклонная дальность, азимут, угол места, радиальная скорость цели), вектор ошибок измерений, время обнаружения цели, в случае движения РЛС во время работы - географические координаты носителя РЛС в момент обнаружения цели. Некоторые из РЛС могут измерять не все из перечисленных выше параметров (например, декаметровая РЛС не измеряет угол места, но ее отметки все равно подвергаются совместной обработке). Если какая-либо РЛС не имеет возможности оценивать точность координат в процессе измерения, точность задается априорно в устройстве совместной обработки 6. При этом вектор ошибок измерения в отметке отсутствует.

Каждая РЛС измеряет местоположение цели в сферической системе координат с началом отсчета в точке собственного расположения. Для совместной обработки в устройстве совместной обработки 6 выполняется пространственное преобразование вектора измеренных параметров и его корреляционной матрицы в базовую систему координат. Вследствие того, что некоторые РЛС могут быть установлены на подвижных носителях, в процессе преобразования, в общем случае, учитываются географические координаты носителя в момент обнаружения цели. Результатом преобразования является корреляционная матрица вектора оцениваемых параметров и сам вектор, компоненты которого: координаты цели в базовой системе координат, составляющие вектора радиальной скорости в базовой системе координат. В качестве базовой системы координат используется прямоугольная (декартова) система координат.

Траекторное сопровождение каждой из целей начинается с обнаружения ее траектории и заканчивается сбросом этой траектории с сопровождения. Обнаружение траектории в устройстве совместной обработки 6 состоит из двух этапов: этапа завязки, на котором устанавливается факт возможного наличия новой цели и оцениваются первоначальные параметры ее движения, и этапа подтверждения завязанной траектории, на котором подтверждается, что в данной области пространства есть цель с оцененными на предыдущем этапе параметрами движения. Сброс траектории с сопровождения происходит при отсутствии отметок цели в течение заданного временного интервала.

Алгоритм идентификации поступающих отметок учитывает возможность пересечения стробов сопровождения двух и более близко расположенных траекторий, а также попадание в строб сопровождения данной траектории, кроме отметки от сопровождаемой цели, отметок от соседних целей и ложных отметок. Если отметка идентифицирована с траекторией, выполняется фильтрация параметров траектории. Для фильтрации используется многомодельный алгоритм, позволяющий оптимально сопровождать маневрирующие цели при заранее неизвестном характере их движения. С целью одновременного учета идентификации и текущего характера движения цели алгоритмы идентификации и фильтрации объединены в единый алгоритм.

Как видно из описания комплекса и его работы, достигаемый технический результат - улучшение характеристик траекторного сопровождения воздушных и надводных целей и повышение точности оценки гидрологических параметров за счет совместной обработки измерений, выполняемых пространственно-разнесенными РЛС различных диапазонов радиоволн.

Радиолокационный комплекс мониторинга воздушного пространства и морских акваторий содержит радиолокационные станции (РЛС) и центр обработки информации, причем одна или больше РЛС выполнены в метровом диапазоне волн, одна или больше РЛС выполнены в сантиметровом диапазоне волн, причем каждая РЛС содержит антенну, приемопередающее устройство, устройство первичной обработки, устройство вторичной обработки, устройство управления параметрами и режимами, центр обработки информации содержит устройство управления комплексом и устройство связи с потребителями, причем выход антенны соединен со входом приемопередающего устройства, выход приемопередающего устройства соединен со входом устройства первичной обработки, выход устройства первичной обработки соединен со входом устройства вторичной обработки, выход устройства вторичной обработки соединен со входом устройства управления параметрами и режимами, один выход устройства управления параметрами и режимами соединен со входом антенны, другой - со входом приемопередающего устройства, один вход-выход устройства управления параметрами и режимами соединен со входом-выходом устройства первичной обработки, другой - с одним из n входов-выходов устройства управления комплексом, отличающийся тем, что в комплекс введена одна или больше РЛС декаметрового диапазона волн, в центр обработки информации введено устройство совместной обработки, входы которого соединены с выходами устройств первичной обработки всех РЛС, первый выход соединен со входом устройства управления комплексом, второй выход соединен со входом устройства связи с потребителями.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области нелинейной фотоники, и может быть использована в отрасли лазерного приборостроения, лазерных технологий, оптических систем передачи и обработки информации, а также при создании разного рода оптических датчиков и устройств
Наверх